» » Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

 
 
 

Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Разместил basilevscom 30 октября 2015. Просмотров: 5295

10
Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Наверное каждый из нас когда-нибудь испытывал на себе разряд статического электричества, а многие еще и сталкивались с результатом его разрушающего воздействия на электронику: выгоревшие микросхемы, флешки и другие устройства.
Экспериментируя с внешними USB ЦАПами и спалив парочку чипов, я серьезно задумался о защите их от статики.
По сути, защита от электростатического разряда (ESD – Electro Static Discharge) должна сводиться к ограничению его напряжения до допустимого значения. В схемах используют специальные диоды, стабилитроны, конденсаторы.
Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Многие производители предлагают готовые решения защиты от ESD, например чипы TPD2E001 (Texas Instruments), USB6B1 (STMicroelectronics), STF202-22T1G (ON Semiconductors). См. даташиты внизу.

Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Схемотехника таких микросхем обычно представляет собой два варианта — стабилитрон и две пары диодов или более сложная схема с резисторами и конденсаторами. Второй вариант, кстати, уже содержит два резистора по 22 Ома, необходимых для согласования линий и резистор 1,5 кОм, определяющий скорость работы USB (LowSpeed/FullSpeed).

Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Отдельный стабилитрон защищает линию питания +3.3 V, хотя рекомендуется защищать в первую очередь входное питание +5 V USB. Для защиты входного питания можно поставить ещё один защитный стабилитрон на 5.6 V, подключенный параллельно питанию. Или использовать защитный диод между питанием 3.3 V и 5 V.
Для второго варианта я встречал решения, где резистор 1,5 кОм выведен на отдельную ногу микросхемы и не подключен к защитному стабилитрону, что позволяет подключать этот стабилитрон к шине 5 V, а не 3,3 V.

Характеристики защитных компонентов весьма внушительные, вот например предельные значения для сборки USB6B1:
VPP Peak pulse voltage:
IEC61000-4-2 contact discharge — 8 kV
IEC61000-4-2 air discharge — 15 kV
MIL STD883C-Method 30 15-6 — 4 kV
Peak pulse power 8/20 µs — 500 W
Peak pulse current 8/20 µs — 25A
Peak pulse current 2/10 µs — 40A

Применять эти микросхемы защиты в конкретных схемах достаточно просто. Они ставятся в разрыв между USB-разъёмом и самой схемой, к которой и подключаются шины питания и сигналы D+ и D-.
Для примера привожу часть принципиальной схемы (ЦАП на микросхеме PCM2704) соответственно без защиты, с защитой первый вариант, с защитой второй вариант:
Защита USB-устройств от статики. Чипы TPD2E001, USB6B1, STF202-22T1G

Какой вариант предпочтительнее — выбирайте сами, в том числе исходя из доступности такого рода микросхем. Обращайте внимание на скорость передачи данных. Для высокоскоростных режимов USB2.0 и USB3.0 второй вариант не всегда годится из-за большой емкости фильтров сигнальных цепей.

Даташиты

Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Спасибо за внимание!

Об авторе

Антон (basilevscom)
Россия, Санкт-Петербург
Электроника для меня - и профессия, и хобби. Испытываю огромное удовольствие, когда получается что-то сделать или починить, основные предпочтения - звуковая аппаратура и микроконтроллеры.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 54

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Kaspersky FREE. Бесплатная годовая лицензия для России, Белоруссии и Украины

Привет, друзья! Очередной подарок от kaspersky.ru — антивирус «Kaspersky FREE». Спасибо...

Microchip проглотила Atmel. Официально

Привет, дрУги! Не удивляйтесь, зайдя сегодня на официальную страницу atmel.com...

Пусть всегда будет солнце!

Сегодня День Победы. Мы так долго живём без войны, что начали забывать, что это...

Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания

Здравствуйте, коллеги! Размещаю дополнение к статье «Малошумящий двухполярный блок питания...

17/01 киберсубботник на портале

Привет, дрУги! В ближайщую субботу на нашем портале и в магазине будет...

Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых

Предлагаю вашему вниманию дополнения и улучшения к моему проекту на Датагоре «Автоматическое...

Схемка в блокнот. Индикатор разрядки аккумуляторной батареи

При выездах и эксплуатации радиоаппаратуры от аккумуляторных батарей в полевых...

ВЧ детектор

Данный ВЧ детектор был изготовлен практически из подручных деталей с целью определения...

Генератор v.2.0 с непрерывным режимом для проверки телефонных линий

Учитывая пожелания трудящихся, в том числе монтеров–связистов, в генератор для проверки телефонных...

Прибор для проверки протяженных телефонных линий (более 2 км) с защитой от ложных

При восстановлении работы кабельных линий связи удобно пользоваться генератором низкой частоты...

Transformer: программа расчета маломощного (до 500 Вт) силового трансформатора на

Предлагаю начинающим очень простую программулину для расчета силовых трансформаторов. Автор...

Датагорская Ярмарка электроники v.2 открылась!

Уважаемые граждане Датагории и гости нашего кибер-города! После обновления открылась...
<
  • Кандидат
31 октября 2015 04:55

Дмитрий / Johh_Locke

  • Регистрация: 2.04.2015
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
Спасибо, весьма полезная информация. Раньше не слышал ни слова о защите от статики

<
  • Гражданин
31 октября 2015 05:43

Радик / galrad

  • Регистрация: 23.08.2011
  • Публикаций: 12
  • Комментариев: 84
 
  • 0
Весьма актуальная тема! К сожалению о защите вспоминаешь лишь когда "вылетают" редкие или дорогие чипы...

<
  • Кандидат
31 октября 2015 15:26

Денис / Kobold

  • Регистрация: 17.03.2015
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 7
 
  • -1
USB-Killer видели? Заряжает конденсаторы от линий питания, а потом даёт импульс -220В в линии данных, и так повторяет пока есть питание

//habrahabr.ru/post/268421/

Вот как бы от него защититься...

<
  • Гражданин
31 октября 2015 17:11

Павел / pavel_k

  • Регистрация: 30.07.2013
  • Публикаций: 7
  • Комментариев: 94
 
  • 0
Защищённые от статики микросхемы это хорошо!
Но лучше всё-же принять меры против возникновения статики:
1)Компютер и приборы должны быть заземлены через вилку и розетку
с контактом для этого.
2)При работе с чуствительными к статике детальками- проводящий ПВС
коврик на столе ,паяльник и электро-инструменты заземлить через
резистор 1 мегаом.
3)Перед включением в USB порт любого устройства прикоснуться рукой
к металлу кабеля USB и корпусу компа. Статика стечёт через кожу на
заземлённый корпус.

<
  • Главный редактор
31 октября 2015 21:03

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 261
  • Комментариев: 1599
 
  • +2
Цитата: Kobold
USB-Killer видели? ... Вот как бы от него защититься...
Денис, от долбоклюев одна защита: бейте по рогам и не подпускайте к вашей технике.

Ниже детям до 21 не читать.

<
  • Гражданин
1 ноября 2015 02:53

Дмитрий / Wishmaster

  • Регистрация: 1.05.2013
  • Публикаций: 14
  • Комментариев: 81
 
  • 0
Тема полезная. У самого был печальный опыт - убил материнскую плату статикой, когда принтер подключал. Потом в сервисном центре надо мною хихикали мастера smile Ох, и давно это было.
Соглашусь с Павлом, что мероприятия препятствующие возникновению статического пробоя выполнять не только целесообразно, но и необходимо. Хочется только добавить, что при пайке чувствительных к статике элементов лучше пользоваться антистатическим браслетом, заземлённым через всё тот же 1М. Если конкретно с работой USB связывать, то касаться корпуса системного блока стоит только в случае полной уверенности, что этот корпус заземлён, во избежании неприятных последствий.
Хотя, в домашних условиях я мало кого встречал, кто бы "парился" по этому вопросу, но это до поры до времени.

<
  • Кандидат
10 ноября 2015 19:08

Владимир / ICOM

  • Регистрация: 18.10.2015
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
Спасибо! Будем знать, честно говоря в первые слышу про статику на компе, заземлять надо все что втыкается в розетку, это мое мнение.

<
  • Кандидат
15 ноября 2015 22:35

Юра / dent

  • Регистрация: 19.08.2012
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 4
 
  • 0
чипы хороши, спору нет.. но даташиты в свободном доступе в сети есть...

<
  • Главный редактор
6 декабря 2015 21:37

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 261
  • Комментариев: 1599
 
  • 0
Цитата: dent
но даташиты в свободном доступе в сети есть
Юра, так это вроде никто не оспаривает. В сети есть даже фотка родинки на жопе кота Абамы.
Гланое знать, что искать и уметь искать. crazy

<
  • Кандидат
29 декабря 2015 15:48

Сергей / cg_shura

  • Регистрация: 26.05.2014
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
С STF202 был у меня негативный опыт - устройство определялось только после отпайки STF202.
А с USBLC6-2SC6 проблем не было.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.